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1、计算及说明一 课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1二级展开式圆柱齿轮减速器2运输带3联轴器（输入轴用弹性联轴器，输出轴用的是齿式联轴器）4电动机5卷筒已知条件：1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35；2）使用折旧期：8 年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力源：电力，三相交流，电压 380/220V5）运输带速度允许误差为5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。7）运输带工作拉力 4000N8）运输带工作速度 1.6m/s9）卷筒直径 400mm二. 设计要求1.完成减速器
2、装配图一张。2.绘制轴、齿轮、箱体零件图各一张。3.编写设计计算说明书一份。结果- 1 -三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案1）减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。2) 该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。二级展开式圆柱齿轮减速器具有传递功率大，轴具有较大刚性,制造简单,维修方便,使用寿命长等许多优点。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相笼型异步电动机，电压 380V。2）选择电动机的容
3、量工作机的有效功率为： kWvPww 4.610/6.1401/F从电动机到工作机传送带间的总效率为： 6543210 由机械设计课程设计手册表 1-7 可知： 0输入轴联轴器（弹性联轴器）效率，取为 0.99； 1第一级圆柱斜齿轮的传动效率，精度为 8 级，取为 0.97； 2输入轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为 0.99； 3第二级圆柱直齿轮的传动效率，精度为 8 级，取为 0.97； 4中间轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为 0.99 5输出轴上轴承（深沟球轴承）的传动效率，取为 0.99； 6输出轴联轴器（齿式联轴器）效率，取为 0.99 895.09.097.097.09.09.0
4、 36543210 所以电动机所需工作功率为kwP4.6895.0- 2 -kWPwd 15.789.0463）确定电动机转速按手册推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比 259i而工作机卷筒轴的转速为 min/4.76401.3.6106 rDvnw 所以电动机转速可选范围为Nd=i*nw=(9-25)* 76.4r/min=(687.6-1910)r/min符合这一范围的同步转速有 750、1000 、1500 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 1000 的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计手
5、册表 12-1 选定电动机型号为 Y160M-6。其主要性能如下表：电动机型号 额定功率（kw）满载转速(r/min) 额 定 转 矩堵 转 转 矩 额 定 转 矩最 大 转 矩 质量（kg）Y160M-6 7.5 970 2.0 2.0 1193.计算传动装置的总传动比 并分配传动比i(1).总传动比 为i=970/76.4=12.7wmni(2).分配传动比ii其中： ， ，且为 高 速 级 传 动 比 为 低 速 级 传 动 比ii)5.13.(取 ，即 =12.7/3=4.233imin4.76rnw选定电动机型号 Y160M-67.12i23.4i- 3 -4. 计算传动装置的运动和
6、动力参数该传动装置从电动机到工作机共有三轴，依次为轴轴轴1).各轴的转速I 轴 min970rnmII 轴 i3.2iIII 轴 in4.76rin2).各轴的输入功率I 轴 kWPd08.20II 轴 .631III 轴 k5543）.各轴的输入转矩电动机的输出转矩 Td 为 Td=95501000Pd/nd= 70.39NmI 轴 mNTd 69.20II 轴 i 8331III 轴 .15545. 齿轮的设计5.1.高速级大小齿轮的设计1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度 (3)
7、材料选择。由机械设计表 6.1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。(4)选小齿轮齿数 ，则大齿轮齿数 ，取 Z2=9321z 0.912zimin970r3.2i46rkwP08.76k53.选用直齿圆柱齿轮传动8 级精度小齿轮材料 45钢（调质）大齿轮材料40Cr(调质) 0.1d- 4 -(5)按软齿面齿轮非对称安装查表 6.5，取齿宽系数 0.1d(6)初选螺旋角 =142) 初步设计齿轮主要尺寸(1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。两者比较校核。(2)
8、按齿面接触疲劳强度设计，即32112HEt ZdKT1 确定公式内的各计算数值1）.试选载荷系数 。6.1t2）.计算小齿轮传递的转矩mNnPT9.05.9113）.由 10-30 选取区域系数 ZH=2.4334）.由图 10-26 查得 57.1,81.0,765. 2121 5）.需用接触应力，由 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的解除疲劳强度极限 。MPaH601lim MPaH02lim6）由式 10-14 计算应力循环次数 89 91102.53.421023.47608NjLnhhh7）由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 .;HNHMK8）计算接触疲
9、劳许用应力取安全系数 S=1PaSKHN54069.01lim1 MH .2.2li26.1tKmNT4109.MpaZE26PH01lima52li9103.N82.59.01HNK52MPa541HMPaH5.2- 5 -MPaH25.318540212.计算1）.计算小齿轮分度园直径 smZdKTHEt /95.012321 2）.计算圆周速度 。vsmndt59.21063）.计算齿宽 及模数bdt95.1mZmnt 2.14cos0cos1hnt 5.252.39.0.b4）计算纵向重合度 74.1tan2138.0tan318.01 Zd5）计算载荷系数 K已知载荷平稳，由参考文献
10、2表 10-2 选取使用系数取 AK根据 ，8 级精度，由参考文献2图 10-8 查得动载系数 ；由表smv9.2 13.v10-4 查得 ；453.1H由参考文献2图 10-13 查得 1.34FK由表 10-3 查得 。.H故载荷系数 3.241.HvA6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献2式（10-10a）mdt95.01sv59.213.VKA.2- 6 -得mKdtt 5.76.13295.031 7）计算模数 Zmn 4.22cos.7cos13按齿根弯曲强度设计由参考文献2式（10-17）213cosFaSndKTYZ（1）确定计算参数1）计算载荷系数 09.23
11、.14.1FvA2）根据纵向重合度 ，从参考文献2图 10-28 查得螺旋角影响系数7Y=0.883）计算当量齿数 86.10cos93.24321Zvv4）查取齿型系数 由参考文献2表 10-5 查得 ；647.21FaY179.2FaY5）查取应力校正系数 由参考文献2表 10-5 查得 ；5SS6）由参考文献2图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳极限 ，大齿轮的弯10FEaMP曲疲劳极限 2380FEaMP7）由参考文献2图 10-18，查得弯曲疲劳寿命系数 ， ；85.1FNK8.2FN8）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳许用应力 S=1.4，由文献2式（10-12）得MPaaSKFE
12、NF 86.234.138057.52211 m54.2MPaF501lim382.1FNK8024.FSMPaF57.301F92.8243.1K- 7 -9）计算大，小齿轮的 ，并加以比较FSaY01634.8.23791 .5.06421FSaFY大齿轮的数值大（2）设计计算 mmn 73.1064.57.12cos069.0.3 23 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的n法面模数，取 ，已可满足弯曲强度。 nm89.2714cos5.7cos1ndZ取 =28，则 。1 13.12Zi4几何尺寸计算（1）计算中心距mman 5.14cos298
13、cos21将中心距圆整为 152mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角 21 941528arcosarcos Zn因值改变不多，故参数 、 、 等不必修正。KHZ（3）计算大、小齿轮的分度圆直径mmZdn24691cos.57821（4）计算齿轮宽度mm.57.1bd圆整后取 ； 。mB60261Z1=28Z2=119D1=57.9mmD2=246mm- 8 -5.2 低速级齿轮的设计2.1选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数。1）按图 2 所示的传动方案，选用直齿轮圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用 8 级精度3）材料及热处理：选择参考文献2表 10-1 小齿轮材料为
14、 40Cr（调质） ，硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4）试选小齿轮齿数 ，大齿轮齿数 .23Z 62324Zi2.2按齿面接触强度设计按参考文献2式（10-9a ）进行试算，即3211 2. HEdt uKTd（1）确定公式内的各计算数值1）试选 Kt=1.32）由参考文献2表 10-7 选取齿宽系数 d=13）小齿轮传递的转距 mNT.28324）由参考文献2表 10-6 查得材料的弹性影响系数12EZ89.aMp5）由参考文献2图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH603lim PH604lim6）由参考文献2式（10-19 ）计算应力循环次数 83 12.538401.29hjLnN8476.102.57）由参考文献2图 10-19 查得接触疲劳寿命系 ；94.092.03HNHNK，8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由参考文献2式（10-12）得 MPaSKHN526092.3lim3 H 174.li442.3 计算1）试计算小齿轮分度圆直径 ，有计算
